鉆孔咬合樁施工工藝工法后附圖片

鉆孔咬合樁施工工藝工法1前言1.1工藝工法概況鉆孔咬合樁作為都市地鐵圍護構(gòu)造新型的一種，國內(nèi)在深圳地鐵一期工程中成功采用后，國內(nèi)部分都市已經(jīng)采用施工近40例。重要采用全套管鉆機施工，由中間一種鋼筋混凝土樁及兩側(cè)各一根素混凝土樁相鄰咬合構(gòu)成為一組。先施工兩側(cè)的素混凝土樁（下列稱第一序樁A），在混凝土強度達成一定規(guī)定前，施工完中間的鋼筋混凝土樁（下列稱第二序樁B），中間鋼筋混凝土樁施工時用全套管樁機切割掉相鄰素混凝土樁相交部分的混凝土，使排樁間相鄰樁互相咬合（樁周相嵌），從而形成無縫、持續(xù)的“樁墻”，達成擋土、止水和確保施工安全的深基坑支護構(gòu)造。根據(jù)第二序樁切割第一序樁時，第一序樁混凝土凝固狀況可分為硬切割全套管咬合樁（混凝土終凝后一定時間切割）和軟切割全套管咬合樁（初凝前完畢的）。最早歐洲國家采用硬切割全套管鉆孔咬合樁采用雙旋轉(zhuǎn)動力頭全套管護壁長螺旋鉆成孔，是在第一序列樁混凝土若干天后，即已獲得相稱硬度后，再設(shè)立與共咬合的第二序樁，這在切割過程中易產(chǎn)生裂縫，尚有產(chǎn)生施工縫，甚至會產(chǎn)生滲水和漏水現(xiàn)象。因此國內(nèi)采用時，吸取優(yōu)點，由于采用的多在都市地層有地下水的軟弱地方，因此采用全套管軟切割鉆孔咬合樁比較有好的效果。1.2工藝原理鉆孔咬合灌注樁運用全套管鉆機鉆孔施工，灌注制成的樁與樁之間形成互相咬合搭接，使相鄰樁在初凝之前部分相嵌，使之含有良好的防滲作用，從而形成擋土墻截水的持續(xù)排樁圍護構(gòu)造或地下防滲墻，還可兼作主體承重構(gòu)造。圖1鉆孔咬合樁咬合排列方式圖2鉆空咬合樁施工工藝原理圖2工藝工法特點鉆孔咬合樁施工采用“全套管鉆機+緩凝型混凝土”方案，機械設(shè)備噪音低、無振動；在成孔成樁過程中始終有超前鋼管管護壁，能順利穿越飽和含水地層，有效避免孔內(nèi)流砂、涌泥、并可嵌巖，施工較為安全、快捷，達成完全止水的作用；無需泥漿護壁，也不必排放泥漿，近似于干法成孔，減少施工對環(huán)境的污染；沉降及變形易控制，由于有鋼套筒的保護能緊鄰相近的建筑物和地下管線施工。成孔第一序樁垂直度精度規(guī)定較高、混凝土的緩凝時間需要60小時以上；咬合樁的樁徑受限制，需要購置多個直徑的管套，成本較高。3合用范疇全套管鉆孔咬合樁合用于都市市政地鐵的基坑工程的擋墻構(gòu)造、止水帷幕或主體承重構(gòu)造，配合多個類型的抓斗，可在多個土層、強風化與中檔風化巖層中施工；通用于直徑為0.8m、1.0m、1.2m和1.5m,深度在45m下列的樁孔施工，合理的基坑開挖深度普通不不不大于20m。4重要引用原則《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50299）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94）《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120）《混凝土構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204）《建筑深基坑支護技術(shù)規(guī)范》（SJG05）5施工辦法鉆孔圍護咬合樁普通分為A、B型兩種，間隔分布（見圖1），B型樁鋼筋籠為圓形，全長配筋，主筋不均勻分布，A型為第一序樁（素混凝土），B型樁為第二序樁。采用液壓全套管鉆機前后施工兩根A型樁后，施工B型樁，在A樁施工混凝土灌注20小時至60小時（混凝土初凝前），施工B型樁，嵌入A型樁體內(nèi)，成為一種整體。6工藝流程及操作要點墻施工測設(shè)、校驗垂直度與否滿足規(guī)定抓斗取土套管鉆進測量孔深孔底導管拔導管、套管測量混凝土與否滿足設(shè)計規(guī)定標高成樁樁機移位中6.1施工工藝流程是否樁位測量放線樁位測量放線墻中壓入第一節(jié)套管校驗垂直度與否滿足規(guī)定進驗孔簽認測量孔深孔底吊放鋼筋籠導管拔管斜管測量混凝土標高隱蔽簽認混凝土運輸查制作混凝土試塊樁機移位截樁頭檢測施做混凝土冠梁圖3第一序樁鉆孔樁成樁流程圖樁位測量放線墻施工中吊裝安放壓入第一、二節(jié)套管管校驗垂直度滿足規(guī)定進測量孔深孔底吊放鋼筋籠導管拔導管、套管測量混凝土標高樁機移位是否圖4第二序樁鉆孔成樁流程圖6.2操作要點6.2.1施工準備：平整場地，測量放線，擬定鉆孔咬合樁施工坐標?；臃牌麻_挖至導墻頂標高，開挖前根據(jù)基坑周邊的狀況設(shè)立截水溝，避免地表水流入基坑和沖刷邊坡。6.2.2施作導墻。測量定位測量定位養(yǎng)護拆模加對口支撐立導墻側(cè)墻、頂板模板導墻鋼筋綁扎側(cè)墻、頂板混凝土灌注開挖圖5導墻施工工藝流程圖1.導墻施工時每段模板安裝時對兩端樁孔進行精擬定位，再加固支撐系統(tǒng)（采用方木支撐，每間隔1.0m設(shè)2層硬木對口撐），嚴格控制導墻施工精度，確保鉆孔樁軸線誤差±10mm，導墻頂標高誤差±10mm。孔口定位誤差見表1表1孔口定位誤差允許值樁長咬合厚度10m10~15m15m以上200mm±20±15±10注：表中孔口定位誤差允許值單位以毫米計。2.混凝土進行澆搗時持續(xù)進行，已澆筑完的混凝土，應(yīng)在12h內(nèi)覆蓋并適宜澆水養(yǎng)護，普通養(yǎng)護不少于7d。在混凝土強度達成70%時拆模，導墻拆模后立刻架設(shè)兩道支撐，避免導墻側(cè)向失穩(wěn)發(fā)生。對口撐分上下二層，支撐間距2m，成孔時，僅把成孔范疇內(nèi)的支撐拿掉，其它臨時保存。3.導墻未達成設(shè)計強度，嚴禁重型機械設(shè)備靠近，并不在導墻頂上放置過重物件，避免導墻受壓變形。導墻采用“┓┏”型現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造，導墻平斷面見下圖所示：6.2.3第一序樁成樁要點：采用液壓全套管鉆機成孔，待導墻有足夠的強度后，移動套管鉆機，使套管鉆機抱管器中心對應(yīng)定位在導墻孔位中心。先埋設(shè)第一、二節(jié)套管（每節(jié)套管長度值7～8m），壓入深度約2.5～3.0m。埋設(shè)第一、二套管的垂直度，是決定樁孔垂直度的核心，在套管壓入過程中，用經(jīng)緯儀或測錘不停校核垂直度。當套管垂直度相差不大時，固定鉆機下夾具，運用鉆機上夾具來調(diào)節(jié)垂直度；當套管垂直度相差大時，普通應(yīng)拔出套管重新埋設(shè)，有時也可將鉆機前后左右移動一下使之對中。然后用抓斗從套管內(nèi)取土，一邊抓土，一邊下壓套管，要始終保持套管底口超前于取土面且深度不不大于2.5m；第一節(jié)套管全部壓入土中后（地面以上要留著1.2～1.5m，方便于接管）檢測成孔垂直度，如不合格則進行糾偏調(diào)節(jié)，如合格則安裝第二節(jié)套管下壓取土……圖6導墻、導板平面圖及配筋圖6.2.4鉆孔咬合樁第一序樁A樁成孔至設(shè)計標高，質(zhì)量檢查與驗收后，1.第一序樁A樁超緩凝混凝土的配比設(shè)計1）超緩凝混凝土的緩凝時間規(guī)定A樁混凝土緩凝時間應(yīng)根據(jù)鉆機施工咬合樁工序規(guī)定時間來擬定，單樁成樁時間又與地質(zhì)條件、樁長、樁徑、鉆進能力及操作工藝水平等有直接的關(guān)系。因此，A樁混凝土緩凝時間重要根據(jù)下列因素來擬定：根據(jù)所選鉆機的類型在現(xiàn)場做成樁實驗來測定A、B樁單樁成樁所需時間tA、tB；A樁混凝土的緩凝時間可根據(jù)公式T=k(2tA+tB)來計算式中T——A樁混凝土的緩凝時間(初凝時間);k——不可預(yù)見因素影響系數(shù)，k=1.20;tA、tB——A、B型樁單樁成樁所需時間。根據(jù)經(jīng)驗A型（第一序樁）緩凝時間應(yīng)不不大于等于60小時。B型（第二序樁）緩凝時間應(yīng)不不大于等于10小時。

2）超緩凝混凝土配制要點：首選適宜的緩凝減水劑并擬定其摻量，另首先是擬定摻合料（粉煤灰）的摻量，最后是充足考慮水泥品種、強度等級和緩凝外加劑的適應(yīng)性、粗細骨料的級配與砂率、水灰比、運輸過程中坍落度的損失、現(xiàn)場濕度、溫度等，充足考慮上述因素應(yīng)提前做好理論配合比實驗和施工配合比的實驗。

3）混凝土的合易性及均一性

水下混凝土灌注規(guī)定混凝土的坍落度在14~18cm之間，每車混凝土均應(yīng)現(xiàn)場做坍落度實驗并予統(tǒng)計。每次出料時，上料斗上應(yīng)有10公分間距的格柵狀鋼筋濾網(wǎng)，避免混凝土罐車內(nèi)流出塊石及水泥結(jié)晶體堵塞慟導管?；炷翍?yīng)充足攪拌，避免部分混凝土砂率過高或過低，過高或過低砂率的直接后果是該部分混凝土的和易性發(fā)生變化。2.套管鉆機成樁普通采用水下混凝土灌注，其工藝以下：1）混凝土灌注導管采用密封圈聯(lián)接，連接好后具體檢查，確保導管密封耐壓。向?qū)Ч軆?nèi)注入3米2）插入導管至孔底后向上拔起30～50cm,確保下口出料空間，上口連接上漏斗后，用楔塊密封上口。3）在漏斗內(nèi)存入2立方米以上混凝土后，一次性拔出楔塊，向套管內(nèi)灌注混凝土。運用計算與測量確保下口始終埋入混凝土中1.5～3米。4）繼續(xù)灌注，并運用鉆機的上拔機構(gòu)和吊機上拔套管和導管，逐步拆除套管和導管。5）灌注至樁頂標高以上0.30米6.2.4拔導管、套管成樁：邊澆注混凝土一邊拔管，始終保持套管底低于混凝土面2.5m以上。直至灌注至設(shè)定6.2.5第二序樁鉆孔成樁過程同6.2.3，在第一序樁初凝前完畢第二序樁成孔。時在B樁成孔過程中，由于A樁混凝土未凝固，還處在流動狀態(tài)，A樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)，發(fā)生“管涌”現(xiàn)象。鉆進應(yīng)注意觀察相鄰兩側(cè)A樁混凝土頂面，如發(fā)現(xiàn)A樁混凝土下陷應(yīng)立刻停止B樁開挖，并一邊將套管盡量下壓一邊向B樁內(nèi)填土或注水，直到完全制止住“管涌”為止。如果設(shè)計是鋼筋混凝土，就增加鋼筋籠加工、吊裝（第二序樁工序）1.鋼筋籠加工場內(nèi)鋼筋妥善保存于硬化地面上，并設(shè)防潮墊木，避免銹蝕。鋼筋籠的接頭位置互相錯開，在35d范疇內(nèi)接頭不超出鋼筋數(shù)量的50%，主筋與箍筋以50%點焊，焊點交錯布置，與定位加勁筋全部焊接。樁身箍筋焊接長度為10d，單面焊接。對于樁的保護層厚度及樁的鋼筋籠位置，采用主筋加焊定位加勁筋固定。2鋼筋籠的吊放入孔： 下鋼筋籠前樁底放入混凝土環(huán)行塞餅，使樁底標高滿足實際規(guī)定，且籠底加焊抗浮鋼板。運用鉆機的鉆架和25T吊車四點雙鉤緩慢起吊，整條鋼筋籠一次性吊起垂直放入孔中，鋼筋直接放于混凝土塞餅上，鋼筋下至設(shè)計高程后，運用鋼筋籠周邊φ25定位鋼筋與套管相貼，確保鋼筋籠軸線與裝孔中心線重疊，確保主鋼筋的凈保護層滿足設(shè)計規(guī)定，保護層的允許偏差按±20mm控制。6.2.6第二序樁混凝土灌注成孔同環(huán)節(jié)6.2.4和6.2.5，重要注意避免“浮籠”現(xiàn)象：由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的間隙較小灌注樁芯混凝土起拔套管的時候，鋼筋籠有可能被套管帶著一起上浮形成“浮籠”6.2.7第一、二序樁成孔灌注完畢后樁頂模筑鋼筋混凝土冠梁，將兩種樁連接為整體。7勞動力組織表2勞動力組織表序號崗位人數(shù)（名）重要工作內(nèi)容1技術(shù)人員2施工技術(shù)指導、質(zhì)量統(tǒng)計2現(xiàn)場負責人1指揮鉆機運轉(zhuǎn)、人員調(diào)度3吊車司機2履帶吊車駕駛4鉆機操作員4鉆機操作5測量工2通過正交方向的垂線時刻監(jiān)測套管垂直度6普工、鋼筋工20負責導墻土方開挖、接拆套管、混凝土灌注作業(yè)、鋼筋籠制作其它輔助工作等7電焊工8負責鋼筋籠制作、加工8模型工、混凝土工10負責導墻模板的加工和安裝、混凝土灌注配合9自卸車3轉(zhuǎn)運土方8重要機具設(shè)備鉆孔咬合樁成孔重要選用日本三菱MT-150型液壓全套管鉆機施工，該機重量73T，下壓力170T，上拔力270T。套管的安裝、拆除選用50T履帶吊配合，鉆孔咬合樁鋼筋籠采用在施工現(xiàn)場進行加工、綁扎成型，使用50T履帶吊車配合吊裝放入到檢查合格的孔中；水下混凝土選用導管進行灌注。完畢主體圍護導墻和鉆孔咬合樁施工所需重要配套機具設(shè)備見下表：表3重要機具設(shè)備表序號作業(yè)名稱機具設(shè)備名稱型號及規(guī)格數(shù)量備注1導墻挖土挖掘機1臺2裝土自卸汽車2臺3鉆孔成孔液壓全套管鉆機MT-1503臺4電焊電焊機BX3-500、AX-3002臺5吊鋼筋汽車吊25T以上2臺6鋼筋加工鋼筋加工機、切割機1套7模板加工木工設(shè)備1套8混凝土振動棒5個9質(zhì)量控制9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題9.1.1鉆孔咬合樁9.1.2咬合面質(zhì)量不好出現(xiàn)漏水（咬合施工時間控制）9.2確保方法9.2.1測設(shè)樁位放樁位時向基外側(cè)放10cm，精擬定出有外放量的咬合樁樁位。鉆機對位后，吊安每一節(jié)套管，套管中心與樁中心偏差不大于2cm,控制套管安放的垂直度，采用2個測斜儀附貼在套管外壁的垂直方向進行較核，并通過互相垂直的兩臺經(jīng)緯儀復核后，方可下壓套管，成孔的全過程均由兩臺經(jīng)緯儀監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正。9.2.2成孔過程中成孔后孔的垂直檢測：用垂球檢查樁孔垂直度，垂球為用400mm,δ=3mm鋼板加工而成，垂直度規(guī)定不大于3‰。如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時進行糾偏調(diào)節(jié)，糾偏的慣用辦法有下列三種：1運用鉆機油缸進行糾偏：如果偏差不不不大于或套管入土不深（5m下列），可直接運用鉆機的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度，即可達成糾偏的目的。2Ⅰ序樁糾偏：如果Ⅰ序樁在入土5m下列發(fā)生較大偏移，可先運用鉆機油缸直接糾偏，如達不到規(guī)定，可向套管內(nèi)填砂或粘土，一邊填土一邊拔起套管，直至將套管提高到上一次檢查合格的地方，然后調(diào)直套管，檢查其垂直度合格后再重新下壓。3Ⅱ序樁的糾偏：Ⅱ序樁的糾偏辦法與Ⅰ序樁基本相似，其不同之處是不能向套管內(nèi)填砂或粘土而應(yīng)填入與Ⅰ序樁相似的混凝土，否則有可能在樁間留下土夾層，從而影響排樁的防水效果。9.2.3為了使Ⅱ序樁的成孔順利完畢，Ⅰ序樁混凝土要加入高效緩凝型減水劑，控制Ⅰ序樁混凝土在澆注后60小時以上才初凝，在Ⅰ序樁混凝土處在未初凝狀態(tài)時施做Ⅱ序樁套管機鉆孔并澆注混凝土，消除對Ⅰ序樁混凝土的損害。根據(jù)鉆孔樁次序的安排，Ⅰ序樁的混凝土配合比設(shè)計按62小時初凝時間控制。9.2.4如有必要（如遇地下障礙物套管底無法超前時）可向套管內(nèi)注入一定量的水，使其保持一定的反壓力來平衡A樁混凝土的壓力，制止“管涌”的發(fā)生。1套管鉆機合用于砂層和卵石層、礫石層（最大粒徑0.4m以上均適應(yīng)）。2在地下水豐富有活動水的砂層施工，鋼套管要盡量壓入砂層中普通到2～4m就不會出現(xiàn)管涌。應(yīng)隨時觀察孔內(nèi)動態(tài)，按少取土多壓切的原則操作，發(fā)揮全套管跟進的鉆孔工藝特點，達成管超前。為了保險，能夠使套管繼續(xù)下壓直到穿過砂層，再抓出套筒中的砂土。但普通底步要保存2～4m厚的砂土層與套筒外的砂土層平衡壓力，避免管涌。一旦發(fā)生管涌，向孔內(nèi)注水，克制管涌的發(fā)生。3對于地下水位過高，能夠在套筒內(nèi)補水，以平衡套筒外的水壓力。圖7避免管涌方法圖10安全方法10.1重要安全風險分析鉆孔咬合樁基坑導墻開挖要塌方、吊裝風險10.2確保方法10.2.1工地危險地方設(shè)立安全警告標志，經(jīng)常檢查電的線路和絕緣狀況，機械設(shè)備有無漏電保護裝置，非套管鉆機非專職司機外，其它操作人員不得動用鉆孔10.2.2施工現(xiàn)場的臨時用電必須采用TN-S系統(tǒng)，按照“三級用電兩極保護”進行布置，配電箱均鐵制，實施“一機、一閘、一漏、一箱”10.2.310.2.4成槽結(jié)束后嚴禁吊車和汽車在槽孔附近來回行駛；嚴禁在槽孔附近堆放重物，避免側(cè)壓增大引發(fā)槽壁塌方。

10.2.510.2.610.2.7經(jīng)常檢查吊車鋼絲繩的磨損程度，并按規(guī)定及時更新。外露傳動系統(tǒng)必須有防護罩，轉(zhuǎn)盤方向軸必須設(shè)有安全警示牌。起重吊裝，必須檢查距尾部的回轉(zhuǎn)半徑500mm內(nèi)無障礙物，10.2.811環(huán)保方法11.1挖槽垃圾基士出運應(yīng)要清掃汽車與建筑物四周的殘存垃圾，嚴禁汽車出運時帶動垃圾到處飄飛。建筑垃圾、生活垃圾要遠棄深埋在指定的垃圾場，不得場地區(qū)域內(nèi)外隨意堆放棄置。11.2控制施工噪音排放，選用的機械設(shè)備必須是能耗低、噪音小、污染輕的機械設(shè)備，限制施工作業(yè)時間，避開夜間施工，以減少擾民。12應(yīng)用實例12.1工程介紹深圳地鐵1號線續(xù)建工程土建5標段鯉魚門車站全長237m，設(shè)計為地下雙層雙柱三跨矩形框架構(gòu)造原則島式站臺車站，島式站臺寬度為12m，有效站臺長度為140m，原則段外包尺寸（構(gòu)造外緣）為21.10米×12.94米（高），線間距為15.2m，車站頂板覆土厚度約為3.7～4.3m。車站主體圍護構(gòu)造采用Φ1000@800mm鉆孔咬合樁（共647根，其中C15超緩凝素混凝土樁308根，C25鋼筋混凝土樁339根）。鉆孔咬合樁分兩部分進行